Датчик давления

 

В.Г.11ихеев, И.И.Покатилов, А.С.Прифыловский и 3.В. Щербаков

Ь г (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной. технике и предназначено для измерения флуктуаций давления газа или жидкости в системах с большим диапазоном изменения- давления.

Известен датчик давления, содержащий корпус с расположенным внутри него цилиндрическим чувствительным элементом (1 .

Известен датчик давления, содержащий цилиндрический элемент с намо- - 16 танным на него световолокном, включенным в интерферометр 1 21.

Недостатком известного датчика давления является снижение точности измерения флуктуаций давления при по- вышении средней составляющей измеряемого давления.

Цель изобретения - повышение точности измерения флуктуаций давления при одновременном измерении среднего давления.

Поставленная цель достигается тем, что датчик давления снабжен герметичным корпусом, внутри которого закреплен по периметру торцов цилиндрик ческий элемент, выполненный в виде упругой трубки с калиброванным отверстием, причем полость трубки сообщена с источником измеряемого давления.

На чертеже показано предлагаемый датчик.

Датчик давления содержит упругую трубку 1. на которую намотано световолокно 2. Упругая трубка 1 помеще"на в жесткий герметичный корпус 3, полость 4 которого сообщена с полостью 5 упругой трубки 1 посредством калиброванного отверстия 6. Кромв того, полость 5 упругой трубки 1 соединена с источником 7 измеряемого давления ° Величину калиброванного отверстия 6 выбирают в соответствии с рабочей средой таким образом, чтобы время выравнивания давления в полостях 4 и 5 было много больше периода наиболее низкочастотных флуктуаций

857766 4. изменением показателя. преломления световолокна 2. Это изменение регистрируется с помощью интерфероматричвского устройства. При изменении срва5 наго давления среды, благодаря напичию калиброванного отверстия 6, давлание в полостях 5 и 4 сравняется и точность измерения флуктуаций давления сохраняется на первоначально, )0 установленном высоком уровне, определяемой высокой точностью сватоволоконной интерференционной измерительной системы, которая пропорпиоиальная длине используемого световолокна а- 15 2. При использовании упругой трубки с внешним диаметром 3 см и ..высотой ,3,5 см, световолокна s защитной обоя, лочке с внешним диаметром 1 мм длина световода может превосходить 3 м. Это

20 обеспечивает регистрацию минимальных флуктуаций давления s тысячные доли мм рт.ст. независимо от абсолютной величины среднего давления (от единиц мм рт.ст до сочен атмосфер}.

Предлагаемое устройство обладает высокой чувствительностью н точ" пастью измерения, причем обеспечивает одновременное точное, измерение величины среднего давления и величи;щ ны его флуктуаций.

Формула изобретения давления, создаваемых источником 7 измеряемого давления.

Световолокно 2 включено в измерительную схему, в качестве которой можно использовать интерфарометр, включающий установленный на входе световолокна 2 мпнохроматический источник 8 оптического излучения, например лазер, оптически связанный с ним датчик 9 опорного сигнала, в качестве которого исцользовано второе световолокно 10, фотоприемник 11 установленный на выходе световолокон

2 и 10 и подключенный к выходу фотоприемника регистрирующий блок 12, со диненный с блоком 13 индикации.

Датчик работает следующим образом

Среда давление которой нзмеряетс заполняет полость 5 упругой трубки и через калиброванное отверстие 6 за полняет также полость 4 жесткого гер метнчного, корпуса 3, гда расположено световолокно 2. Причем Флуктуации давления от источника 7 передаются только в полость 5, а в полости 4 благодаря наличию калиброванного отверстия б всегда устанавливают среднее давление. На фотоприемника 11 смашиваютая оптическое излучение от источника 8, прошедшее через световолокно 2, н второе сватоволокно 10.

При этом величина сигнала на блока

13 индикации пропорциональна коэффициенту преломления световолокна.

Коэффициент прсцомления сватово" з локна определяется величиной дейст" вующего на наго давления, а также зависит от степени деформации световолокна. При отсутствии флуктуаций на блоке 13 индикации возникает сиг- 4о нал„пропорциональный величине среднего давления, действующего на световолокно 2. Прн появлении флуктуаций сигнал от величины среднего давления остается и еще добавляется дополни- 45 тельный сигнал, зависящий оr величины пульсации давления.

Флуктуации давления в источнике 7 измеряемого давления передаются только в полость 5 упругой трубки l. Вы- 50 эывают деформацию упругих стенок трубки и соответственно деформацию сватозолокна 2..Последняя дефориация приводит к, удлинению с одновременным

Датчик.давления содержащий цилиндрический элемент с намотанным на него световолокном включанным в интарферометр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения Флуктуаций давления при одновременном измерении среднего давления, он снабжен герметичным корпусом, внутри которого закреплен по периметру торцов цилиндрический элемент, выполненный в виде упрчгой трубки с калиброванным отверстием, причем

I полость трубки сообщена с источником измеряемого давления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиза

1. Авторское свидетельство СССР

Ф .б51214, кл. 6 011- 9/08, 25.04.7Х

2. E}elytron 1сз 4etters у 14.

1978, Ф 14, g. 419-422(прототип}.

857766

Составитель З.Кирсанова

Твхред Л. Пекарь Подписное Е. Рошкд

Редактор Н.Рогулич

Заказ 7227/68 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35,. Раушская наб.. д. 4/5

Филиал ППН "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4